(57)【要約】【課題】ボビンへの巻取りおよびボビンからの繰出し時における不均一な変形を抑制し得る太陽電池用リード線を提供すること。【解決手段】銅線がはんだめっき層で被覆された太陽電池用リード線であって、銅線が、純銅または銅合金からなり、且つその長さ方向に対して垂直である横断面が、長辺と短辺とを有する略長方形であり、長さ方向に対して垂直である銅線の横断面において、結晶方位＜１００＞±１０°の占有率が、５面積％以上５０面積％以下であり、結晶方位＜１１１＞±１０°の占有率が、５面積％以上５０面積％以下であり、結晶方位＜１０１＞±１０°の占有率が、５面積％以上５０面積％以下であり、結晶方位＜１００＞±１０°の占有率、結晶方位＜１１１＞±１０°の占有率および結晶方位＜１０１＞±１０°の占有率の合計が、１００面積％以下であることを特徴とする太陽電池用リード線。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅線がはんだめっき層で被覆された太陽電池用リード線であって、
銅線が、純銅または銅合金からなり、且つその長さ方向に対して垂直である横断面が、長辺と短辺とを有する略長方形であり、
長さ方向に対して垂直である銅線の横断面において、
結晶方位＜１００＞±１０°の占有率が、５面積％以上５０面積％以下であり、
結晶方位＜１１１＞±１０°の占有率が、５面積％以上５０面積％以下であり、
結晶方位＜１０１＞±１０°の占有率が、５面積％以上５０面積％以下であり、
結晶方位＜１００＞±１０°の占有率、結晶方位＜１１１＞±１０°の占有率および結晶方位＜１０１＞±１０°の占有率の合計が、１００面積％以下である
ことを特徴とする太陽電池用リード線。
【請求項２】
０．２％耐力が、９０ＭＰａ以下である請求項１に記載の太陽電池用リード線。
【請求項３】
胴体部の巻径が８０〜１２０ｍｍであり、鍔径が１５０〜２００ｍｍであり、鍔間の幅が８０〜１２０ｍｍであるボビンに巻き取られた請求項１または２に記載の太陽電池用リード線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池に用いられるリード線に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、一般にシリコンセルおよびリード線（インターコネクタともいう）を有し、複数のシリコンセルがリード線を介して電気的に接続されている。このリード線としては、はんだめっき銅線が多用されている。
【０００３】
近年、コストダウン等のために、太陽電池のシリコンセルの薄型化が進んでいる。薄型化されたシリコンセルでは、はんだ付けの際の加熱または太陽電池の使用時の温度上昇によってはんだめっき銅線が膨張し、この膨張で生じた負荷応力によってセルが変形または破損するという問題が生ずる。
【０００４】
上記問題に対処するため、様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１〜３では、セルの変形または破損を防止するため、銅線の特定の結晶方位の割合を向上させることによって、耐力を低下させる技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１６８３３９号公報
【特許文献２】特開２００９−０１６５９３号公報
【特許文献３】特開２０１０−０７３４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来技術のように銅線の特定の結晶方位の割合を向上させた太陽電池用リード線では、太陽電池用リード線をボビンに巻き取る際、およびボビンに巻き取った太陽電池用リード線を繰り出す際に、太陽電池用リードに望ましくない不均一な変形（特定方位のみの変形）が生じ得る。
【０００７】
本発明は上記のような事情に着目してなされたものであって、その目的は、ボビンへの巻取りおよびボビンからの繰出し時における不均一な変形を抑制し得る太陽電池用リード線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、銅線の横断面において特定の結晶方位の発達を抑制すること、言い換えると種々の結晶方位をランダムに存在させることによって、上記目的を達成し得ることを見出した。このような知見に基づく本発明は、以下の通りである。
【０００９】
［１］  銅線がはんだめっき層で被覆された太陽電池用リード線であって、
銅線が、純銅または銅合金からなり、且つその長さ方向に対して垂直である横断面が、長辺と短辺とを有する略長方形であり、
長さ方向に対して垂直である銅線の横断面において、
結晶方位＜１００＞±１０°の占有率が、５面積％以上５０面積％以下であり、
結晶方位＜１１１＞±１０°の占有率が、５面積％以上５０面積％以下であり、
結晶方位＜１０１＞±１０°の占有率が、５面積％以上５０面積％以下であり、
結晶方位＜１００＞±１０°の占有率、結晶方位＜１１１＞±１０°の占有率および結晶方位＜１０１＞±１０°の占有率の合計が、１００面積％以下である
ことを特徴とする太陽電池用リード線。
［２］  ０．２％耐力が、９０ＭＰａ以下である上記［１］に記載の太陽電池用リード線。
［３］  胴体部の巻径が８０〜１２０ｍｍであり、鍔径が１５０〜２００ｍｍであり、鍔間の幅が８０〜１２０ｍｍであるボビンに巻き取られた上記［１］または［２］に記載の太陽電池用リード線。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の太陽電池用リード線では、ボビンへの巻取りおよびボビンからの繰出し時における不均一な変形が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１（ａ）〜図１（ｃ）は、本発明の太陽電池用リード線の様々な横断面の形状を示す概略図である。
【図２】図２は、本発明の太陽電池用リード線を巻き取るためのボビンの形状を示す概略図である。
【図３】図３は、本発明の太陽電池用リード線の製造工程を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の太陽電池用リード線は、銅線がはんだめっき層で被覆されたものである。以下では、まず銅線を説明し、次いではんだめっき層を説明する。
【００１３】
［銅線］
銅線は、純銅または銅合金からなる。低い０．２％耐力を得る点から、純銅が好ましい。ここで、純銅とは、銅および不可避不純物からなるものをいい、例えばタフピッチ銅、脱酸銅および無酸素銅が挙げられる。
【００１４】
銅線の横断面の形状は、長辺と短辺とを有する略長方形である。即ち、銅線は、塑性加工（例えば、引抜き、伸線、圧延など）によって、その横断面の形状が略長方形に仕上げられた平角線である。図１に、銅線およびはんだめっき銅線の横断面の形状を例示する（図１中、１０ははんだめっき銅線を示し、１１は銅線を示し、１２ははんだめっき層を示す）。略長方形としては、例えば、長方形（図１（ａ））、角が丸められた長方形（図１（ｂ））、および二つの長辺が互いに平行な直線であり、その二つの短辺が外側に凸の曲線であるトラック形状（図１（ｃ））などが挙げられる。
【００１５】
銅線の厚さは、好ましくは０．１〜０．５ｍｍ、より好ましくは０．１〜０．３ｍｍであり、銅線の幅は、好ましくは０．８〜５．０ｍｍ、より好ましくは１．０〜２．０ｍｍである。ここで銅線の厚さとは、銅線断面における二つの長辺の間の距離をいい、銅線の幅とは、銅線断面における二つの短辺の間の距離をいう。なお、図１（ｃ）に示すように短辺が曲線である場合、銅線の幅は、二つの短辺の間の最長距離をいう。
【００１６】
本発明の太陽電池用リード線は、長さ方向に対して垂直である銅線の横断面において、結晶方位＜１００＞±１０°の占有率が、５面積％以上５０面積％以下であり、結晶方位＜１１１＞±１０°の占有率が、５面積％以上５０面積％以下であり、結晶方位＜１０１＞±１０°の占有率が、５面積％以上５０面積％以下であり、結晶方位＜１００＞±１０°の占有率、結晶方位＜１１１＞±１０°の占有率および結晶方位＜１０１＞±１０°の占有率の合計が、１００面積％以下であることを特徴とする。このような結晶方位の占有率を有することによって、ボビンへの巻取りおよびボビンからの繰出し時における太陽電池用リード線の不均一な変形が抑制される。結晶方位＜１００＞±１０°の占有率が、１０面積％以上３５面積％以下であり、結晶方位＜１１１＞±１０°の占有率が、１０面積％以上３５面積％以下であり、結晶方位＜１０１＞±１０°の占有率が、１０面積％以上３５面積％以下であることが好ましい。
【００１７】
銅線の横断面における前記占有率は、後方弾性散乱電子線回折（Electron Back-scattering Diffraction、ＥＢＳＤ）法によって算出することができる。詳しくは、太陽電池用リード線を、その長さ方向に対して垂直な方向で切断し、露出した銅線の横断面を、エメリー紙で研磨後、アルミナでバフ研磨し、さらに電解研磨にて鏡面研磨仕上げし、この横断面をＥＢＳＤ法により測定することによって、前記占有率を算出することができる。
【００１８】
［はんだめっき層］
はんだめっき層は、鉛入りはんだおよび鉛フリーはんだのいずれでもよいが、環境問題の観点から、鉛フリーはんだがより好ましい。鉛フリーはんだとしては、例えば、Ｓｎ−３質量％Ａｇ−０．５質量％Ｃｕなどが挙げられる。
【００１９】
はんだめっき層の厚さは、好ましくは５〜５０μｍ、より好ましくは１０〜４０μｍである。この厚さが薄すぎると、太陽電池用リード線をシリコンセル等に良好にはんだ付けすることができない。一方、この厚さが厚すぎると、太陽電池用リード線の耐力が増大する。なお、はんだめっき層の厚さは、はんだめっき線の軸線方向に垂直な横断面を研磨し、顕微鏡観察により測定することができる。
【００２０】
［太陽電池用リード線］
本発明の太陽電池用リード線の０．２％耐力は、好ましくは９０ＭＰａ以下、より好ましくは６０ＭＰａ以下である。低耐力である太陽電池用リード線は、ボビンに巻き取りやすく、不均一な変形を抑制する本発明の効果がより一層向上する。なお、太陽電池用リード線の０．２％耐力は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に示されたオフセット法によって測定される。なお本発明において、０．２％耐力の算出に用いる断面積は、はんだを含まない銅線そのものの断面積である。
【００２１】
本発明の太陽電池用リード線は、胴体部の直径（ｄ）が８０〜１２０ｍｍであり、鍔径（Ｄ）が１５０〜２００ｍｍであり、鍔間の幅（Ｗ）が８０〜１２０ｍｍであるボビンに巻き取って保管されることが好ましい。なお、図２にボビンの概略図を示す。ボビンの胴体部（ｄ）の巻径が８０ｍｍより小さいと、巻初めの太陽電池用リード線が変形しやすい傾向があり、一方、これが１２０ｍｍを超えると、大型の巻取り装置が必要となる。また、ボビンの鍔径（Ｄ）が１５０ｍｍより小さいと、太陽電池用リード線の巻取り時にボビンを頻繁に交換する必要があり、一方、これが２００ｍｍを超えると、大型の巻取り装置が必要となる。また、ボビンの鍔間（Ｗ）が８０ｍｍより小さいと、太陽電池用リード線の巻取り時にボビンを頻繁に交換する必要があり、一方、これが１２０ｍｍを越えると、太陽電池用リード線が変形しやすくなる傾向がある。
【００２２】
ボビンの胴体部の直径（ｄ）は、好ましくは９０〜１１０ｍｍであり、ボビンの鍔径（Ｄ）は、好ましくは１７０〜１９０ｍｍであり、ボビンの鍔間の幅（Ｗ）は、好ましくは９０〜１１０ｍｍである。
【００２３】
［太陽電池用リード線の製造方法］
本発明の太陽電池用リード線を製造する方法について、まず銅線の製造方法を説明し、次いで得られた銅線へのはんだめっきの方法を説明する。なお、図３は、本発明の太陽電池用リード線の製造工程を示す概略図である。
【００２４】
［銅線の製造方法］
純銅または銅合金からなる荒引線（例えば、φ８．０ｍｍ）を所定の線径（φ０．５ｍｍ〜φ２．５ｍｍ（加工度：９０．２〜９９．６％））にするため冷間伸線を行う（伸線加工工程１）。
【００２５】
次に、所定の線径に冷間伸線して得た銅線を、不活性ガス雰囲気（ＣＯ２、Ｎ２、Ａｒ）中２００℃〜３００℃で１〜６時間、熱処理する（熱処理工程）。
【００２６】
熱処理工程後に、さらに冷間伸線を行い、所定の線径（例えばφ０．３ｍｍ〜φ０．８ｍｍ、好ましくはφ０．４ｍｍ〜φ０．７ｍｍ）にする（伸線加工工程２）。
【００２７】
伸線加工工程２後に冷間圧延を行って、所定の横断面の形状（例えば、厚さ０．２ｍｍ×幅１．０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍ×幅２．０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍ×幅１．５ｍｍ、厚さ０．１５×幅２．０ｍｍなど）を有する平角状の銅線を製造する（圧延工程）。
【００２８】
［はんだめっきの方法］
所定の横断面の形状を有する平角状の銅線を洗浄し、銅線表面に付着している加工油（油脂類）や異物を除去する（洗浄工程）。
【００２９】
また、前記洗浄工程で除去しきれなかった油脂類がある場合は、前記洗浄工程の後で、大気雰囲気下の加熱炉中で銅線を加熱して、油脂類を燃焼させて除去する工程を設けてもよい（加熱工程）。
この加熱温度は、例えば４００〜８００℃、好ましくは５００〜７００℃である。この温度は、後述の焼鈍工程において銅線を焼鈍して軟化させる温度よりも低くすることがより好ましい。加熱時間は、例えば０．０１〜３０分、好ましくは０．０１〜５．０分である。
【００３０】
次に、還元ガス雰囲気下の焼鈍炉中で銅線を焼鈍して、軟化させる（焼鈍工程）。
この焼鈍温度（焼鈍炉内温度）は、例えば３００〜９００℃である。有効に銅線を極軟化させるため、および銅線の結晶方位を制御するために、焼鈍温度を５００〜８００℃とすることが好ましい。焼鈍時間は、例えば０．０１〜３０分、好ましくは０．０１〜５．０分である。
【００３１】
銅線の焼鈍は、還元ガス雰囲気下で行うことが好ましい。還元ガスとしては、例えば、水素ガス、一酸化炭素ガス等が挙げられる。これらのうち作業環境性の観点から、水素ガスが好ましい。また、還元ガス雰囲気を形成する際には、還元ガスを不活性ガスで希釈してもよい。かかる不活性ガスとしては、例えば、窒素ガス、アルゴンガス等が挙げられる。これらのうち汎用性の観点から、窒素ガスが好ましい。還元ガスを不活性ガスで希釈する場合、還元ガスの濃度は１０〜８０体積％とすることが好ましく、経済的観点からは２０〜５０体積％とすることがより好ましい。
【００３２】
また、焼鈍炉の一端（銅線の出口側）は、溶融はんだに浸漬しており、焼鈍後の銅線が大気と触れない構造とすることで、銅線の表面状態を安定した状態に保つことができる。
【００３３】
焼鈍工程の後に銅線を、溶融はんだ中に浸漬させて、引き上げることにより、はんだめっき層を形成して、はんだめっき銅線（即ち、本発明の太陽電池用リード線）を製造する（はんだめっき工程）。
【００３４】
はんだめっき工程では、はんだ浴から銅線を、ターンロールを介して略垂直に引き上げることが好ましい。
【００３５】
溶融はんだの温度は、例えば２３０〜３００℃、好ましくは２５０〜３００℃である。溶融はんだに浸漬するときの銅線の温度は、例えば１００〜５００℃であり、はんだめっき層の厚さおよび銅線の結晶方位を抑制する観点から、好ましくは１５０〜４５０℃である。銅線のはんだへの浸漬時間は、例えば０．００５〜５．０秒、好ましくは０．０１〜２．０秒である。
【００３６】
本発明の太陽電池用リード線の製造方法では、焼鈍工程とはんだめっき工程とを連続して行うことが必要である。焼鈍工程およびはんだめっき工程以外の工程（以下「その他の工程」という）は、連続して行わなくてもよい。例えば、その他の工程では、銅線をボビンに巻き取ってから、次の工程を行ってもよい。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって制限を受けるものではなく、上記・下記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００３８】
（実施例１）
線径が８．０ｍｍである荒引線の冷間伸線を行って、その線径１．５ｍｍとした後、窒素雰囲気中で２５０℃および１０時間の熱処理を行った。次に、線径１．５ｍｍから線径０．４ｍｍに冷間伸線して、横断面の厚さが０．２ｍｍであり、幅が１．０ｍｍである平角状の銅線を作製した。該平角状の銅線を洗浄し、引続き還元雰囲気（水素ガス：３０体積％およびアルゴンガス：７０体積％）下の焼鈍炉（温度：５５０℃）に通過させた（保持時間：０．２分間）直後に、溶融はんだ槽（溶融はんだの温度：２５０℃）に銅線（温度：４００℃）を突入させ、はんだ槽中のターンロールを介して、はんだ槽から略垂直に銅線を引上げて、はんだめっき層を形成させ、はんだめっき層が凝固した段階で、ボビン（胴体部の巻径（ｄ）：９５ｍｍ、鍔径（Ｄ）：１８０ｍｍ、鍔間の幅（Ｗ）：９５ｍｍ）に巻回して、本発明の太陽電池用リード線を製造した。
【００３９】
（実施例２）
線径が８．０ｍｍである荒引線の冷間伸線を行って、その線径を１．５ｍｍとした後、窒素雰囲気中で３００℃および６時間の熱処理を行った。次に、線径１．５ｍｍから線径０．６ｍｍに冷間伸線して、横断面の厚さが０．１５ｍｍであり、幅が２．０ｍｍである平角状の銅線を作製した。該平角状の銅線を洗浄し、引続き還元雰囲気（水素ガス：３０体積％およびアルゴンガス：７０体積％）下の焼鈍炉（温度：６００℃）に通過させた（保持時間：０．２分間）直後に、溶融はんだ槽（溶融はんだの温度：２５０℃）に銅線（温度：４１０℃）を突入させ、はんだ槽中のターンロールを介して、はんだ槽から略垂直に銅線を引上げて、はんだめっき層を形成させ、はんだめっき層が凝固した段階で、ボビン（胴体部の巻径（ｄ）：９０ｍｍ、鍔径（Ｄ）：１８０ｍｍ、鍔間の幅（Ｗ）：１１０ｍｍ）に巻回して、本発明の太陽電池用リード線を製造した。
【００４０】
実施例１および２で製造したボビンに巻回した太陽電池用リード線は、該ボビンから巻きだしても特定の方向に変形していないことを、目視にて確認した。
【００４１】
実施例１よび２で製造した太陽電池用リード線の結晶方位の占有率を、ＥＢＳＤ法にて測定した。結果を以下に示す。
（ＥＢＳＤ法のサンプル作りの手順）
リード線の横断面をエメリー紙にて研磨後、アルミナでバフ研磨し、さらに電解研磨にて鏡面仕上げた。
（ＥＢＳＤ法の測定方法（測定条件））
装置名：Ｏｘｆｏｒｄ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製のＳＥＭ−ＥＢＳＤ
各方位に対して±１０度に含まれる結晶をカウントする。
カウントはＥＢＳＤ付属のデータ解析ソフトウェア（ＩＮＣＡ  Ｃｒｙｓｔａｌ）にて行った。
また、走査型電子顕微鏡を用いて、試料表面の測定範囲内の個々の測定点（ピクセル）に電子線を照射し、後方散乱電子線回折による方位解析により、隣接する測定点間の方位差が１５°以上となる測定点間を結晶粒界とした。
【００４２】
（実施例１）
結晶方位＜１００＞±１０°の占有率：３７面積％
結晶方位＜１１１＞±１０°の占有率：４１面積％
結晶方位＜１０１＞±１０°の占有率：２０面積％
【００４３】
（実施例２）
結晶方位＜１００＞±１０°の占有率：３５面積％
結晶方位＜１１１＞±１０°の占有率：３８面積％
結晶方位＜１０１＞±１０°の占有率：２５面積％
【符号の説明】
【００４４】
１０  はんだめっき銅線
１１  平角銅線
１２  はんだめっき層
ｄ  胴体部の巻径
Ｄ  鍔径
Ｗ  鍔間の幅
【図１】
2013102054.tif 000002
【図２】
2013102054.tif 000003
【図３】
2013102054.tif 000004